Проблема
Centrotherm Photovoltaics AG – это мировой поставщик технологий и оборудования для рынка солнечной энергетики, полупроводников и микроэлектроники. Компании требовалось определить лучшие конфигурации фабрики и автоматизированной производственной линии для минимизации затрат и максимизации пропускной способности и надежности работы. Среди задач, стоявших перед компанией:
- Определить типы и количество оборудования, необходимого для выполнения производственных планов.
- Оценить различные альтернативные варианты планировки фабрики в целях увеличения пропускной способности и коэффициента использования оборудования.
- Исследовать возможные узкие места в перемещении материальных потоков.
- Оценить влияние поведения операторов на показатели производства.
- Протестировать последствия перерывов на техобслуживание в разные промежутки времени.
- Определить поведение системы в случае поломок оборудования.
- Определить вероятность производства бракованной продукции.
- Определить, как изменятся показатели производства из-за плановых остановок.
Консультанты компании ACP-IT использовали имитационное моделирование в AnyLogic для поиска ответов на эти вопросы.
Решение
Используя возможности AnyLogic Professional по созданию пользовательских библиотек, консультанты разработали собственные библиотеки, в которых они отразили свой обширный опыт моделирования в области производства полупроводников и оборудования для солнечной энергетики. Они применяли эти библиотеки во многих проектах и до этого. Библиотеки включали элементы, которые позволяли быстро моделировать системы и объекты, характерные для этих отраслей – оборудование, системы движения материальных потоков, работу персонала и системы контроля качества продукции. В проекте Centrotherm это решение помогло специалистам быстро воспроизвести различные части производственной системы клиента
Когда модель была построена, началась фаза проекта, связанная с проведением экспериментов. Консультанты протестировали множество параметров, чтобы найти лучшие решения. Исходные данные (планировочные конфигурации фабрики и значения различных параметров) читались моделью напрямую из файлов Excel и Access. Каждый запуск модели имитировал 1 год работы фабрики.
Сначала консультанты, используя эксперименты варьирования параметров и оптимизации, определяли лучшие типы устройства производственной линии в целом. Чтобы определить, какие конфигурации будут наиболее выигрышными с точки зрения пропускной способности, количества брака и надежности, они протестировали множество параметров, включая пропускные способности и количество различного оборудования, накопителей и т.д.
Затем специалисты сконцентрировались на оптимизации политик перемещения материальных потоков, расположения буферных зон и процессов контроля водяных знаков. На этой стадии некоторые предложенные ранее варианты показали свою неэффективность и были отвергнуты.
Наконец, специалисты вручную протестировали несколько выбранных решений, чтобы иметь наиболее полное представление об их достоинствах и недостатках, и лучше понимать, как в дальнейшем можно усовершенствовать эти варианты.
Результат
Были найдены решения, позволяющие Centrotherm Photovoltaics AG значительно улучшить устройство производственной линии и при минимальных затратах выбрать наилучшую конфигурацию с точки зрения пропускной способности, надёжности и количества брака.
Кроме того, клиент получил модель, которую можно будет использовать для будущих изменений внутри фабрики. Она позволяет экспериментировать с разными параметрами и планировками, менять вводные данные, т.д. Эта модель будет служить фабрике инструментом поддержки принятия решений в течение долгого времени.